科技日報(bào)記者?張佳欣
澳大利亞墨爾本大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的ARC暗物質(zhì)粒子物理卓越中心物理學(xué)家在最新一期《宇宙學(xué)和天體粒子物理學(xué)雜志》上發(fā)表論文稱，他們通過計(jì)算發(fā)現(xiàn)，當(dāng)暗物質(zhì)粒子在冷卻死亡的中子星內(nèi)部碰撞并湮滅時(shí)，傳遞的能量會使恒星迅速升溫。這項(xiàng)研究首次表明，大部分能量可在幾天內(nèi)儲存起來。中子星或許“掌握”著理解神秘暗物質(zhì)的“鑰匙”，為科學(xué)家解開宇宙一大謎團(tuán)提供了方向。
尋找暗物質(zhì)是科學(xué)界最吸引人的事件之一。暗物質(zhì)占宇宙物質(zhì)的85%，但人們卻看不到它。暗物質(zhì)不與光相互作用，不吸收也不反射光，自身也不發(fā)光。這意味著即便人們知道它的存在，也無法用望遠(yuǎn)鏡直接觀察到它。
研究人員表示，從理論上預(yù)測暗物質(zhì)是一回事，但從實(shí)驗(yàn)上觀察暗物質(zhì)是另一回事。中子星扮演著巨大的天然暗物質(zhì)探測器的角色，在宇宙長期歷史中一直收集著暗物質(zhì)。
當(dāng)一顆超大質(zhì)量恒星耗盡燃料并坍塌時(shí)，就形成了中子星。它們的質(zhì)量與太陽相似，被擠壓成一個(gè)只有20公里寬的球體。如果密度再大一些，就會變成黑洞。
暗物質(zhì)與普通物質(zhì)的相互作用非常弱，以至于它可直接穿過地球，甚至太陽。中子星密度非常大，暗物質(zhì)粒子更有可能與恒星相互作用。如果暗物質(zhì)粒子確實(shí)與恒星中的中子星發(fā)生碰撞，它們將失去能量并被困住。隨著時(shí)間推移，暗物質(zhì)在恒星中積累。這有望將古老、寒冷的中子星加熱到可觀察水平，甚至引發(fā)恒星向黑洞坍塌。
研究人員解釋說，如果能量轉(zhuǎn)移發(fā)生得足夠快，中子星就會被加熱。要做到這一點(diǎn)，暗物質(zhì)必須在恒星中經(jīng)歷多次碰撞，傳遞越來越多的暗物質(zhì)能量，直到最終所有能量都儲存在恒星中。
研究人員計(jì)算出，99%的能量在短短幾天內(nèi)被轉(zhuǎn)移。這意味著暗物質(zhì)可將中子星加熱到可能被探測到的水平。因此，對冷中子星的觀測將提供有關(guān)暗物質(zhì)和常規(guī)物質(zhì)之間相互作用的重要信息，從而揭示神秘暗物質(zhì)的性質(zhì)。
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